Published January 20, 2023
| Version v1
Publication
Open
The intelligent modelling and optimization of an economic and ecosystem-friendly model for grid connected prosumer community
Creators
- 1. Mirpur University of Science and Technology
- 2. Korea Polytechnic University
- 3. Princess Nourah bint Abdulrahman University
- 4. University of Azad Jammu and Kashmir
- 5. Umm al-Qura University
- 6. King Khalid University
- 7. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
Description
The establishment of grid-connected prosumer communities to bridge the demand-supply gap in developing nations, especially in rural areas will assist to minimize the use of carbon enriched fossil fuels and the resulting economic pressure. In the promoted study, an economic and ecosystem-friendly hybrid energy model is proposed for grid-connected prosumer community of 147 houses in district Kotli, AJK. The grid search algorithm-based HOMER software is used to simulate and analyze the load demand and biomass sources-based onsite collected data through a survey for an optimal proposed design. The research objectives are to minimize the net present cost (USD) of design, the per unit cost of energy (USD/kWh), and the carbon emissions (kgs/year). A sensitivity analysis based on photovoltaic module lifetime is also performed. The simulations show that the per unit cost of energy is reduced from 0.1 USD/kWh to 0.001 USD/kWh for the annual energy demand (kWh/year) of the community. The number of carbon emissions is also minimized from 122056 kgs/year to 1628 kgs/year through the proposed optimal energy model.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
سيساعد إنشاء مجتمعات مزدهرة متصلة بالشبكة لسد فجوة العرض والطلب في الدول النامية، خاصة في المناطق الريفية، على تقليل استخدام الوقود الأحفوري المخصب بالكربون والضغط الاقتصادي الناتج عن ذلك. في الدراسة التي تم الترويج لها، تم اقتراح نموذج طاقة هجين اقتصادي وصديق للنظام البيئي لمجتمع العملاء المتصلين بالشبكة المكون من 147 منزلاً في منطقة كوتلي، عجمان وكشمير. يتم استخدام برنامج هومر HOMER القائم على خوارزمية البحث الشبكي لمحاكاة وتحليل الطلب على الأحمال ومصادر الكتلة الحيوية القائمة على البيانات التي تم جمعها في الموقع من خلال مسح للحصول على التصميم الأمثل المقترح. تتمثل أهداف البحث في تقليل صافي التكلفة الحالية (بالدولار الأمريكي) للتصميم، وتكلفة وحدة الطاقة (بالدولار الأمريكي/كيلوواط ساعة)، وانبعاثات الكربون (كجم/سنة). يتم أيضًا إجراء تحليل الحساسية بناءً على عمر الوحدة الكهروضوئية. تظهر عمليات المحاكاة أن تكلفة الطاقة لكل وحدة يتم تخفيضها من 0.1 دولار أمريكي/كيلوواط ساعة إلى 0.001 دولار أمريكي/كيلوواط ساعة للطلب السنوي على الطاقة (كيلوواط ساعة/سنة) للمجتمع. كما يتم تقليل عدد انبعاثات الكربون من 122056 كجم/سنة إلى 1628 كجم/سنة من خلال نموذج الطاقة الأمثل المقترح.Translated Description (French)
La création de communautés de prosommateurs connectées au réseau pour combler le déficit de demande et d'offre dans les pays en développement, en particulier dans les zones rurales, aidera à minimiser l'utilisation de combustibles fossiles enrichis en carbone et la pression économique qui en résulte. Dans l'étude promue, un modèle d'énergie hybride économique et respectueux de l'écosystème est proposé pour la communauté de prosommateurs connectés au réseau de 147 maisons dans le district de Kotli, AJK. Le logiciel HOMER basé sur un algorithme de recherche de grille est utilisé pour simuler et analyser les données collectées sur site basées sur la demande de charge et les sources de biomasse grâce à une enquête pour une conception optimale proposée. Les objectifs de la recherche sont de minimiser le coût actuel net (USD) de la conception, le coût unitaire de l'énergie (USD/kWh) et les émissions de carbone (kg/an). Une analyse de sensibilité basée sur la durée de vie du module photovoltaïque est également effectuée. Les simulations montrent que le coût unitaire de l'énergie est réduit de 0,1 USD/kWh à 0,001 USD/kWh pour la demande annuelle d'énergie (kWh/an) de la communauté. Le nombre d'émissions de carbone est également minimisé de 122056 kg/an à 1628 kg/an grâce au modèle énergétique optimal proposé.Translated Description (Spanish)
El establecimiento de comunidades de prosumidores conectadas a la red para cerrar la brecha entre la demanda y la oferta en los países en desarrollo, especialmente en las zonas rurales, ayudará a minimizar el uso de combustibles fósiles enriquecidos con carbono y la presión económica resultante. En el estudio promovido, se propone un modelo de energía híbrida económico y respetuoso con el ecosistema para la comunidad de prosumidores conectados a la red de 147 casas en el distrito de Kotli, AJK. El software HOMER basado en el algoritmo de búsqueda de cuadrícula se utiliza para simular y analizar la demanda de carga y los datos recopilados in situ basados en fuentes de biomasa a través de una encuesta para un diseño óptimo propuesto. Los objetivos de la investigación son minimizar el coste actual neto (USD) del diseño, el coste unitario de la energía (USD/kWh) y las emisiones de carbono (kgs/año). También se realiza un análisis de sensibilidad basado en la vida útil del módulo fotovoltaico. Las simulaciones muestran que el costo unitario de energía se reduce de 0.1 USD/kWh a 0.001 USD/kWh para la demanda anual de energía (kWh/año) de la comunidad. El número de emisiones de carbono también se minimiza de 122056 kg/año a 1628 kg/año a través del modelo energético óptimo propuesto.Files
journal.pone.0276510&type=printable.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e8af1dfeca5a86e334c341d9e7dd3930
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النمذجة الذكية وتحسين نموذج اقتصادي وصديق للنظام البيئي لمجتمع العملاء المتصلين بالشبكة
- Translated title (French)
- La modélisation intelligente et l'optimisation d'un modèle économique et respectueux de l'écosystème pour la communauté des prosommateurs connectés au réseau
- Translated title (Spanish)
- El modelado inteligente y la optimización de un modelo económico y respetuoso con el ecosistema para la comunidad de prosumidores conectados a la red
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4317553714
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0276510
References
- https://openalex.org/W1967243935
- https://openalex.org/W2101313703
- https://openalex.org/W2130266672
- https://openalex.org/W2208063541
- https://openalex.org/W2517406800
- https://openalex.org/W2573815883
- https://openalex.org/W2623590443
- https://openalex.org/W2734468743
- https://openalex.org/W2894941148
- https://openalex.org/W2913748632
- https://openalex.org/W2950800736
- https://openalex.org/W2952040018
- https://openalex.org/W2979861147
- https://openalex.org/W3009156717
- https://openalex.org/W3094648275
- https://openalex.org/W349388168
- https://openalex.org/W4206632308
- https://openalex.org/W4210896349
- https://openalex.org/W4213138345
- https://openalex.org/W4213243509
- https://openalex.org/W4224993507